【正文】 短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來(lái)。 PLC 的硬件組成 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 7 PLC 本身就是一臺(tái)適合工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用的專用計(jì)算機(jī)，其硬件組成有下面 7 個(gè)部分，如圖11 所示。 只讀存貯器有兩種。直流 5V 電源供 PLC 內(nèi)部使用，直流 24V電源除供內(nèi)部使用外還可以供輸入 /輸 出單元和各種傳感器使用。 外部設(shè)備接口可以把上述外部設(shè)備與 CPU 連接，以完成相應(yīng)的操作。也可以采用微機(jī)輔助編程，許多 PLC 廠家為自己的產(chǎn)品設(shè)計(jì)了計(jì)算機(jī)輔助編程軟件，運(yùn)用這些軟件可以編輯、修改用戶程序，監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行，打印文件，采集和分析數(shù)據(jù)，在屏幕上顯示系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)和系統(tǒng)進(jìn)行仿真等 。第二部分為用戶指令解釋程序，將 PLC 的編程語(yǔ)言變?yōu)闄C(jī)器語(yǔ)言指令，再由 CPU 執(zhí)行。 （ 3）、標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序 標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序由許多獨(dú)立的程序塊組成，各塊程序有不同的功能，有的完成輸入、輸出處理，有的完成特殊運(yùn)算等。編程語(yǔ)言可以是語(yǔ)句表、梯形圖或狀態(tài)流程圖（功能圖）。 要強(qiáng)調(diào)的是，引入“能流”概念，僅僅是為了和繼電接觸器控制系統(tǒng)相比較，告訴人們?nèi)绾蝸?lái)理解梯形圖各輸出點(diǎn)的動(dòng)作，實(shí)際上并不存在這種“能流”。主要包括：用戶程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊。編程語(yǔ)言甚至工作原理都與個(gè)人計(jì)算機(jī)有所不同。該過(guò)程所占用的時(shí)間為 T1。 T4和 PLC 所帶的輸入模塊的種類和點(diǎn)數(shù)的多少有關(guān)。輸出處理過(guò)程將輸出映像寄存器的通 /斷狀態(tài)向輸出鎖存寄存器傳送，成為 PLC 的實(shí)際輸出。目前可達(dá)到的通信速率依具體設(shè)備不同在 ~45M之間。輸出線圈之運(yùn)算結(jié)果則存入內(nèi)存中對(duì)應(yīng)之位置，暫不反應(yīng)至輸出端Yn。本章介紹 S7300 系列 PLC 系統(tǒng)的構(gòu)成，編程用的元器件，尋址方式等。電源模塊、 CPU 及其他信號(hào)模塊都可方便地安裝在導(dǎo)軌上。 表 21 電源模塊在 非正常工作狀態(tài)下的反應(yīng) 如果 則 24V直流指示燈 輸出電流過(guò)載 I＞ 電壓跌落，電壓自動(dòng)恢復(fù) 閃爍 3A＜ I＜=（穩(wěn)態(tài)） 電壓下降，縮短使用壽命 輸出短路 輸出電壓 0V；短路故障排除后，電壓自動(dòng)恢復(fù) 暗 在一次側(cè)過(guò)電壓 可能徹底毀壞 —— 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 14 在一次側(cè)欠電壓 自動(dòng)切斷；欠電壓排除后，電 壓自動(dòng)恢復(fù) 暗 （ 3）、 中央處理單元模塊 (CPU) CPU 是 PLC 系統(tǒng)的運(yùn)算控制核心。通過(guò)連接電纜將數(shù)據(jù)從 IM360 傳送到 IM361 或從 IM361 傳送到 IM361； IM360 與 IM361 之間的最大距離為 10m； IM361 與 IM361 之間的最大距離為 10m。 下面重點(diǎn)介紹 CP3425DP 模塊 。 CP3425 DP 主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下 ： 用戶存儲(chǔ)器 (Flash EPROM)128 KB； SINEC L2 LAN 標(biāo)準(zhǔn)符合 DIN 19245； RS485 傳輸方式 ， 波特率為 ～ 1500 kb/s； 可連接的設(shè)備數(shù)量達(dá) 127個(gè) 。它可用于運(yùn)行程序指令，并處理用戶程序數(shù)據(jù)。 狀態(tài)字寄存器 狀態(tài)字用于表示 CPU執(zhí)行指令時(shí)所具有的狀態(tài)。 (4)、或位 (OR) 狀態(tài)字的位 3稱為或位 (OR)。 (8)、二進(jìn)制結(jié)果位 (BR) 它將字處理程序與位處理聯(lián)系起來(lái)，用于表示字操作結(jié)果是否正確 (異常 )。 （ 3）、 BCD 碼 就是二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)。字符串常量用單引號(hào)括起來(lái)。 (3)、 POINTER（指針）： 6字節(jié)指針類型，用來(lái)傳遞 DB 的塊號(hào)和數(shù)據(jù)地址。在梯形邏輯指令中，其操作碼是用圖素表示的，該圖素形象表明 CPU做什么，其操作數(shù)的表示方法與語(yǔ)句指令相同。若沒(méi)有輔助標(biāo)識(shí)符指操作數(shù)的位數(shù)是一位。例如： Q 。存儲(chǔ)器間接尋址方式的 優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)程序執(zhí)行時(shí)，能改變操作數(shù)的存儲(chǔ)器地址，這對(duì)程序中的循環(huán)尤為重要。 位 2 25和 26(r r r)：區(qū)域標(biāo)識(shí) 位 3至 18(bbbb bbbb bbbb bbbb)：被尋址位的字節(jié)編號(hào) (范圍 0至 65535) 位 0至 2( )：被尋址的位編號(hào) (范圍 0 至 7) 0 0 0 0 r r r 0000 0 b b b B b b b b b b b b b b b b 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 21 S7300PLC的指令系統(tǒng) 位邏輯指令 位邏輯指令主要包括：位邏輯運(yùn)算指令、位操作指令和位測(cè)試指令，邏輯操作結(jié)果 (RLO)用以賦 值、置位 、復(fù)位布爾操作數(shù)，也控制定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的運(yùn)行。它類似 “ 或 ” 和 “ 或非 ”指令，用于掃描并聯(lián)回路能否 “ 通電 ” 。觸發(fā)器可以用在邏輯串最右端，結(jié)束一個(gè)邏輯串，也可用在 邏輯串中，影響右邊的邏輯操作結(jié)果。 表 212 跳變沿檢測(cè)指令 LAD指令 STL指令 功 能 操作數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲(chǔ)區(qū) 位地址 —— (P)—— FP位地址 RLO正跳沿檢測(cè) 位地址 BOOL I、 Q、 M、D、 L 位地址 —— (N)—— FN位地址 RLO負(fù)跳沿檢測(cè) 位地址 BOOL I、 Q、 M、D、 L 觸點(diǎn)正跳沿檢測(cè) 觸點(diǎn)跳沿檢測(cè) 參數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲(chǔ)區(qū) P OS位地址 1QM _ B IT地址 2 NE G位地址 1QM _ B IT地址 2 位地址 1 被檢測(cè)的位 (觸點(diǎn) ) BOOL I、 Q、 M、D、 L M_BIT 存儲(chǔ)被檢測(cè)位上一個(gè)掃描周期的狀態(tài) BOOL Q、 M、 D Q單穩(wěn)輸出 BOOL I、 Q、 M、D、 L 定時(shí)器與計(jì)數(shù)器指令 （ 1）、定時(shí)器指令 定時(shí)器是 PLC 中的重要部件，它用于實(shí)現(xiàn)或監(jiān)控時(shí)間序列。 S 啟動(dòng)輸入端， TV 定時(shí)時(shí)間（ S5TIME 格式）， R 復(fù)位輸入端， Q 定時(shí)器的狀態(tài)， BI當(dāng)前時(shí)間（整數(shù)格式）， BCD 當(dāng)前時(shí)間（ BCD 碼格式）。如表216. 表 216 梯形圖程序控制指令 LAD指令 參 數(shù) 數(shù)據(jù)類型 存儲(chǔ)區(qū) 說(shuō) 明 FC/SFC no. —— (CALL) FC/SFC no. BLOCK_FC — 的不帶參數(shù)的。不同的 CPU 模板，用于計(jì)數(shù)器的存儲(chǔ)區(qū)域也不同，最多允許使用 64～ 512 個(gè)計(jì)數(shù)器。 S7300 提供的定時(shí)器有： 脈沖定時(shí)器 (SP)，擴(kuò)展定時(shí)器 (SE)，接通延時(shí)定時(shí)器 (SD)，帶保持的接通延時(shí)定時(shí)器(SS)，和斷電延時(shí)定時(shí)器 (SF)。如圖 211。表 28列出了操作數(shù)的數(shù)據(jù)類型和所在的存儲(chǔ)區(qū)。它對(duì) “0”或 “1” 這些布爾操作數(shù)掃描，經(jīng)邏輯運(yùn)算后將邏輯操作結(jié)果送入狀態(tài)字的 RLO 位。通過(guò)地址寄存器，可以對(duì)各存儲(chǔ)區(qū)的存儲(chǔ)器內(nèi)容實(shí)現(xiàn)寄存器間接尋址。定義符號(hào)時(shí)，需要指明操作數(shù)所在的存儲(chǔ)區(qū)，操作數(shù)的位數(shù)、具體位置及數(shù)據(jù)類型。輔助標(biāo)識(shí)符有： X(位 )， B(字節(jié) )，W(字 —— 2字節(jié) )， D(雙字 —— 4 字節(jié) )。 Q 是操作數(shù)，表示賦值的對(duì)象。 指令的組成 （ 1）、語(yǔ)句指令 一條指令由一個(gè)操作碼和一個(gè)操作數(shù)組成，操作數(shù)由標(biāo)識(shí)符和參數(shù)組成。星期天的代碼為 1， 1～ 6的代碼為 2～ 7。 STEP7（下面介紹） 中的數(shù)據(jù)可分為以下三大類 ： 基本數(shù)據(jù)類型 嗎， 復(fù)合數(shù)據(jù)類型 ， 參數(shù)數(shù)據(jù)類型 。在 LAD 的 方塊指令中， BR位與 ENO有對(duì)應(yīng)關(guān)系，用于表明方塊指令是否被正確執(zhí)行：如果執(zhí)行出現(xiàn)了錯(cuò)誤， BR 位為 0，ENO 也為 0；如果功能被正確執(zhí)行， BR位為 1， ENO 也為 1。其它指令將 OR 位清 0。圖 24 顯示了狀態(tài)字的結(jié)構(gòu)。 CPU 的 RAM 都具有保持功能。 S7300 的內(nèi)部資源 S7300 PLC 的 CPU 內(nèi)部資源如圖 23所示。 它是一個(gè)智能化的通信模塊 。 （ 5）、信號(hào)模塊（ FM） 信號(hào)模塊 (SM)也叫輸入 /輸出模塊 ， 是 CPU 模塊與現(xiàn)場(chǎng)輸入輸出元件和設(shè)備連接的橋梁 ，用戶可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入 /輸出設(shè)備選擇各種用途的 I/O 模塊 。 S7300 提供了多種不同性能的 CPU 模塊，以滿足用戶的不同要求。 （ 2）、 電源模塊 (PS) 電源模塊是構(gòu)成 PLC 控制系統(tǒng)的重要組成部分，針對(duì)不同系列的 CPU，西門(mén)子有匹配的電源模塊與之對(duì)應(yīng)，用于對(duì) PLC 內(nèi)部電路和外部負(fù)載供電。 模塊化 ， 無(wú)風(fēng)扇結(jié)構(gòu) ， 易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置以及易于掌握等特點(diǎn) ， 使得 S7300 在各種工業(yè)領(lǐng)域中實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí) ， 成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案 。 此三步驟稱為 PLC之掃描周期，而完成所需的時(shí)間稱為 PLC 之反應(yīng)時(shí)間，PLC 輸入訊號(hào)之時(shí)間 若小于此反應(yīng)時(shí)間，則有誤讀的可能性。在通信時(shí)，來(lái)自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過(guò)用戶的配電線路傳輸 到局端設(shè)備，局端將信號(hào)解調(diào)出來(lái)，再轉(zhuǎn)到外部的 Inter。 輸出信號(hào)刷新過(guò)程占用的時(shí)間為 T6。 該過(guò)程執(zhí)行用戶程序存儲(chǔ)器所存的指令，從輸入映像寄存器和其他元件的映像寄存器中將有關(guān)元件的通 /斷狀態(tài)讀出后，從程序的第 0 步開(kāi)始順序的運(yùn)算，每次結(jié)果都寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的映像寄存器中。 （ 4）、外設(shè)服務(wù)過(guò)程 當(dāng) PLC 接有外部設(shè)備時(shí)，如編程器、打印機(jī)等，則需要進(jìn)行外設(shè)服務(wù)過(guò)程。周期掃描方式大致可以分為 7 個(gè)過(guò)程，如圖 14 所示。用戶程序在存儲(chǔ)器空間中稱為組織塊，他處于最高層次，可以管理其他快，他是用各種語(yǔ)言編寫(xiě)的用戶程序。由不同的指令所構(gòu)成的語(yǔ)句組成的，其中的指令則由操作碼和操作數(shù)組成，其中操作碼指出了指令的功能，操作數(shù)指出了指令所用的元件或數(shù)據(jù)。 （ 1）、梯形圖（ LAD） 梯形圖是一種類似于繼電器控制線路圖的一種語(yǔ)言。 整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控程序是一個(gè)整體，它質(zhì)量的好壞很大程度上影響 PLC 的性能。 （ 1）、系統(tǒng)管理程序 系統(tǒng)管理程序是系統(tǒng)程序中最重要的部分，用以控制 PLC 的運(yùn)作。智能單元通過(guò)總線與主機(jī)相聯(lián)，通過(guò)通信方式接受主機(jī)的管理。存儲(chǔ)器接口是為擴(kuò)展存儲(chǔ)區(qū)而設(shè)置的，用于擴(kuò)展用戶程 序存儲(chǔ)區(qū)和用戶數(shù)據(jù)參數(shù)存儲(chǔ)區(qū)，可以根據(jù)使用的需要擴(kuò)展存儲(chǔ)器。 PLC 通過(guò)輸入接口把工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)或信息（如按鈕、各種繼電器觸點(diǎn)、行程開(kāi)關(guān)和各種傳感器等）讀入中央處理單元。另一種是可擦除 EPROM 和 E2PROM ，這種存貯器經(jīng)過(guò)擦除以后還可以重寫(xiě)。 CPU 用掃描的方式讀取輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，從內(nèi)存逐條讀取用戶程序，通過(guò)解釋后按指令的規(guī)定產(chǎn)生控制信號(hào)，然后分時(shí)、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、比較和變換等處理過(guò)程，完成用戶程序所設(shè)計(jì)的邏 輯或算術(shù)運(yùn)算任務(wù)，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果控制輸出設(shè)備響應(yīng)外部設(shè)備的請(qǐng)求以及進(jìn)行各種內(nèi)部診斷。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。各個(gè)輸入和輸出模塊與外部設(shè)備的連接十分簡(jiǎn)單。s的矩形波空間電磁干擾；具有良好的抗振能力和抗沖擊能力。 PLC 選用的電子器件一般是工業(yè)級(jí)的，有的甚至是軍用級(jí)的，平均無(wú)故障時(shí)間很長(zhǎng)。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。 ③ 、 運(yùn)動(dòng)控制 PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。系統(tǒng)不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，還具無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 5 備數(shù)值運(yùn)算、模擬調(diào)節(jié)、實(shí)時(shí)監(jiān)控、記錄顯示、計(jì)算機(jī)接口、數(shù)據(jù)傳送等功能，還能進(jìn)行中斷控制、智能控制、過(guò)程控制、遠(yuǎn)程控制等。故稱為 PLC（ Programmable Controller，簡(jiǎn)稱 PC）。該設(shè)備用計(jì)算機(jī)作為核心設(shè)備。本章主要介紹 PLC 的一般性，重點(diǎn)講述 PLC 的一般結(jié)構(gòu)、工作原理、以及循環(huán)掃描工作方式等。 plc 目前的主要品牌 美國(guó) AB， ABB，松下，西門(mén)子，匯 川，三菱，歐姆龍，臺(tái)達(dá)，富士，施耐德，信捷，和利時(shí)等。在機(jī)械設(shè)備的控制中，電氣控制亦比其它的控制方法使用的更為普遍 ，更為高效簡(jiǎn)便 。 3 S7300 系列 PLC 硬件系統(tǒng)基本構(gòu)成 .................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告 題 目 基于 PLC 的工業(yè)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) —— 自動(dòng)藥片裝瓶 控制 院 系 中德機(jī)電學(xué)院 . 專 業(yè) 機(jī)電一體化技術(shù) . 班 級(jí) 0803 . 姓 名 王濤 . 學(xué) 號(hào) 100081695 . 指導(dǎo)教師 吳秋芹 . 2020 年 4 月 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 1 摘 要 PLC可編程序控制器定義：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專門(mén)在 工業(yè)控制系統(tǒng)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 關(guān)鍵詞： 工業(yè)控制系統(tǒng) , PLC , 自動(dòng)藥片裝瓶機(jī) Abstract PLC programmable controllerdefinition： a digital puting operations of electronic systems,specialized in industrial control system designed envir